Google Tensor G3: Mọi thứ cần biết về bộ xử lý của Pixel 8

Google Tensor G3 là một bước tiến đáng kể trong nỗ lực phát triển chip nội bộ của Google, đặc biệt ở trí tuệ nhân tạo và trải nghiệm Pixel. Nhưng về hiệu năng, Tensor G3 vẫn nằm trong nhóm tốt, nhưng không đột phá so với các đối thủ mạnh như các dòng Snapdragon hay Apple A-series.

Tại sao chúng tôi lại kết luận như vậy?

Bài kiểm tra và phân tích dưới đây sẽ giải thích cho bạn.

Tổng quan về Google Tensor G3

Google Tensor G3 là bộ vi xử lý 9 lõi được công bố vào ngày 4 tháng 10 năm 2023, được sản xuất bằng công nghệ tiến trình 4 nanomet.

Tensor G3 là mẫu chip được chính Google thiết kế dành cho dòng Pixel 8 Series (bao gồm Pixel 8 Pro, Pixel 8, Pixel 8a). Đồng thời, Tensor G3 cũng là thế hệ kế nhiệm của Tensor G2 trên Google Pixel 7 Series (bao gồm Pixel 7 Pro, Pixel 7, Pixel 7a).

Tensor G3 so với Snapdragon 8 Gen 2 so với Apple A17 Pro

Chúng ta sẽ đi sâu vào chi tiết hơn về Tensor G3 ngay sau đây, nhưng trước tiên, đây là bảng thông số kỹ thuật đầy đủ của các chip Tensor G3, Snapdragon 8 Gen 2 và A17 Pro.

Thông số kỹ thuật và con số thô không phải lúc nào cũng phản ánh toàn bộ sự thật, nhưng để bạn có thêm thông tin, đây là những gì chúng tôi đang sử dụng:

Quy trình sản xuất Tensor G3

Chip Tensor G3 của Google được sản xuất trên quy trình 4 nanomet (4nm) của Samsung, đánh dấu một bước nâng cấp so với Tensor G2, được sản xuất trên quy trình 5nm của Samsung.

Kích thước tính bằng nanomet không chỉ ra kích thước của chính chipset, mà theo truyền thống được sử dụng để biểu thị chiều dài cổng tối thiểu cho các bóng bán dẫn — hay các công tắc điện tử nhỏ — tạo nên toàn bộ mạch điện.

Các bóng bán dẫn nhỏ hơn có thể được bố trí dày đặc hơn trên cùng một diện tích bề mặt, cho phép truyền tải nhiều năng lượng hơn và dòng tín hiệu điện tốt hơn qua bo mạch.

Tuy nhiên, với những tiến bộ trong công nghệ điện toán, biến số nanomet đã mất đi định nghĩa ban đầu và được các nhà sản xuất chip sử dụng theo những cách khác nhau — đơn giản chỉ còn là thuật ngữ tiếp thị.

Không cần đi sâu vào cách các nhà sản xuất xác định con số này, đây là một lời giải thích đơn giản hơn về tầm quan trọng của nó: giá trị nhỏ hơn cho thấy hiệu suất năng lượng tốt hơn miễn là quy trình sản xuất chip giống nhau hoặc tương tự. Do đó, có thể khẳng định rằng tiến trình 4nm của Samsung tốt hơn tiến trình 5nm năm ngoái.

Bên cạnh việc được nâng cấp lên thiết kế tiết kiệm năng lượng hơn, Tensor G3 cũng khắc phục được các vấn đề ảnh hưởng đến hiệu năng của Tensor G2 và các chip khác được sản xuất trên quy trình 5nm của Samsung năm ngoái.

Năm 2022, Samsung được cho là đã gặp phải tỷ lệ sản lượng chip thấp. Điều này đã ảnh hưởng đến hiệu năng của Exynos 2200 — chip cung cấp sức mạnh cho dòng Samsung Galaxy S22 tại Anh và châu Âu — cùng với Snapdragon 8 Gen 1, cũng do Samsung sản xuất. Do tỷ lệ sản lượng thấp, các chip này tiêu thụ nhiều năng lượng hơn.

Tỷ lệ sản xuất chip 5nm thấp của Samsung đã khiến Qualcomm chuyển sang hợp tác với TSMC của Đài Loan – đối thủ cạnh tranh lớn nhất của Samsung, cũng là nhà sản xuất chip dòng A và M của Apple – cho Snapdragon 8+ Gen 1. 

Bằng cách chuyển sang TSMC, Qualcomm đã đạt được hiệu quả năng lượng tốt hơn và tăng hiệu năng CPU và GPU trên Snapdragon 8+ Gen 1 và Snapdragon 8 Gen 2. Google, bất chấp những lời phàn nàn này, vẫn tiếp tục hợp tác với Samsung.

Năm 2023, Samsung được cho là đã khắc phục được những vấn đề đó và đạt được năng suất cao hơn. Trong khi Qualcomm vẫn tiếp tục hợp tác với TSMC cho Snapdragon 8 Gen 3, những cải tiến về năng suất của Samsung đồng nghĩa với những cải tiến đáng kể so với các chipset năm ngoái.

Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên là Samsung đã quyết định hủy bỏ Exynos 2300 của riêng mình trong năm nay vì những lý do chưa rõ, nhưng lại sử dụng kiến ​​trúc tương tự cho vi xử lý Tensor G3.

Bộ xử lý Tensor G3 của Google có thiết kế CPU khá lạ

Google Tensor G3 sở hữu CPU chín lõi khá độc đáo. Trong khi hầu hết các chipset điện thoại Android vẫn dựa trên thiết kế tám lõi, Tensor G3 là một ngoại lệ và có cấu hình CPU chín lõi.

Giống như các chip Tensor trước đây dành cho thiết bị Pixel, G3 được xây dựng dựa trên chip Exynos của Samsung, nhưng được bổ sung thêm các tính năng tùy chỉnh để cải thiện ứng dụng AI, xử lý hình ảnh và bảo mật.

Nó chia sẻ kiến ​​trúc lõi với Exynos 2300 đã bị hủy bỏ. Chín lõi CPU được phân bổ theo cấu hình 1+4+4. Giống như hầu hết các công ty sản xuất chip khác, Samsung cũng cấp phép sử dụng IP từ Arm, công ty cung cấp các thiết kế cơ bản để các công ty khác tùy chỉnh hoặc cấu hình nhằm đạt hiệu suất tối ưu.

Do đó, Tensor G3 của Google cũng thừa hưởng những đặc điểm tương tự. CPU chín lõi của Tensor G3 bao gồm một lõi “lớn” Arm Cortex X3 có xung nhịp 2,91GHz cho hiệu năng cao cấp và các tác vụ ngốn điện như chơi game nặng — tương tự như những gì chúng ta thấy trên các chipset Android cao cấp khác trong năm nay, ví dụ như Snapdragon 8 Gen 2 và MediaTek Dimensity 9200.

Tiếp theo, có bốn lõi “giữa” Cortex-A715 với xung nhịp 2,37GHz để cân bằng giữa hiệu năng và tiết kiệm năng lượng. So với đó, Snapdragon 8 Gen 2 sử dụng hai lõi Cortex A715 và hai lõi A710 cho phần giữa.

Mặc dù A715 và A710 gần như giống hệt nhau, nhưng A715 được cho là mang lại hiệu quả tiết kiệm năng lượng tốt hơn 20%. Điều này có nghĩa là Tensor G3 có thể tạo ra ít nhiệt hơn trong các tác vụ tầm trung như khởi chạy và chạy ứng dụng.

Phần “nhỏ” hay phần tập trung vào hiệu năng của CPU, hoàn toàn giống với các chipset tương đương khác.

Tensor G3 sử dụng bốn lõi Cortex-A510, mỗi lõi có tốc độ xung nhịp 1.7GHz. Đây là một nâng cấp so với Tensor G2, vốn sử dụng các lõi tiết kiệm Cortex A55 đã lỗi thời.

Với tần số thấp hơn so với khối tiết kiệm của Snapdragon 8 Gen 2, các lõi này sẽ tạo ra ít nhiệt hơn, nhưng có thể chuyển một số tác vụ đòi hỏi nhiều tài nguyên hơn, chẳng hạn như duy trì màn hình luôn bật, các chức năng cơ bản của điện thoại, cấp nguồn cho cảm biến, v.v., sang các lõi tầm trung nếu cần thiết.

Mặc dù sở hữu cấu hình CPU tiên tiến, Tensor G3 vẫn có vẻ ra mắt khá muộn. Arm đã công bố các lõi Cortex X4, A720 và A520 mạnh mẽ hơn. Snapdragon 8 Gen 3, dự kiến ​​ra mắt vào cuối tháng này , vẫn được đồn đoán là sẽ giữ nguyên thiết kế tám lõi, nhưng sử dụng các lõi Arm mới hơn.

Những nâng cấp này không nhất thiết dẫn đến những cải tiến vượt bậc về hiệu năng hàng ngày, bất chấp những tuyên bố của các nhà sản xuất chip.

Để kiểm tra tác động thực tế của những cải tiến này, chúng tôi đã chạy các bài kiểm tra hiệu năng tổng hợp Geekbench 6 trên Google Pixel 8 Pro, iPhone 15 Pro và OnePlus 11 sử dụng Snapdragon 8 Gen 2.

Đây là kết quả:

Pixel 8 Pro và OnePlus 11 có hiệu năng tương đương nhau nhờ cùng sử dụng một nhân xử lý chính.

Điểm số đa nhân khác nhau, điều này dễ hiểu vì tốc độ xung nhịp thấp hơn của Tensor G3. Tuy nhiên, điều đáng ngạc nhiên là nhân xử lý bổ sung lại không mang lại lợi thế cạnh tranh nào.

iPhone 15 Pro có lợi thế vượt trội so với cả Tensor và Snapdragon 8 Gen 2 nhờ tần số xung nhịp cao hơn nhiều ở lõi chính, cũng như việc sở hữu hai lõi thay vì chỉ một, các tùy chỉnh của Apple đối với thiết kế của Arm và những cải tiến tổng thể nhờ thiết kế 3nm.

Kiểm tra hiệu năng chơi game của Pixel 8

Bộ xử lý đồ họa Tensor G3 bên trong Pixel 8 và Pixel 8 Pro sử dụng GPU Mali-G715 “Immortalis” của Arm, với hiệu năng tương đương GPU Adreno 740 trên Snapdragon 8 Gen 2.

Mặc dù có thông tin rò rỉ , Tensor G3 chỉ sử dụng GPU bảy lõi, với những cải tiến nhỏ so với bộ xử lý đồ họa bảy lõi của Tensor G2.

Đáng chú ý, MediaTek Dimensity 9200 sử dụng cùng một GPU, nhưng chỉ kích hoạt 10 lõi. Về lý thuyết, GPU có thể hỗ trợ tối đa 16 lõi, nhưng quyết định giới hạn số lượng xuống còn 7 của Google cho thấy nỗ lực kiểm soát lượng nhiệt sinh ra.

Chơi game chưa bao giờ là thế mạnh của Pixel, và Google đã bỏ qua mọi đề cập đến công nghệ dò tia (ray tracing) trên Pixel 8 Pro mặc dù thiết bị có phần cứng hỗ trợ tính năng này.

Dò tia là một tính năng cho phép tạo ra ánh sáng và phản chiếu chân thực, chủ yếu trong game, mang lại hình ảnh hấp dẫn hơn.

Trong khi các flagship Android đã hỗ trợ dò tia từ ít nhất năm 2021, Apple đã góp phần thúc đẩy xu hướng này bằng cách công bố tính năng dò tia dựa trên phần cứng trên iPhone 15 Pro sử dụng chip A17 Pro.

Theo Arm , GPU Immortalis-G715 của Tensor G3 mang lại hiệu năng tăng 15% so với Mali-G710 của năm trước . Điều này không làm thay đổi thực tế rằng GPU này được giới thiệu lần đầu vào năm 2022; Immortalis-G720 mới hơn còn mang lại hiệu năng nâng cấp thêm 15% nữa, đồng thời giảm tải cho CPU và cải thiện hiệu quả năng lượng.

Với sự xuất hiện của Snapdragon 8 Gen 3, sự cạnh tranh sẽ trở nên khốc liệt hơn đối với GPU này.

Tất nhiên, hiệu năng thực tế có thể khác với những gì nhà sản xuất quảng cáo tuyên bố, vì vậy chúng tôi đã chạy thử nghiệm hiệu năng tổng hợp 3DMark Wildlife Extreme trên Pixel 8 Pro và so sánh kết quả với iPhone 15 Pro và OnePlus 11.

Đây là những gì chúng tôi tìm thấy:

Điều thú vị là, Snapdragon 8 Gen 2 trên OnePlus 11 vượt trội hơn GPU của iPhone 15 Pro. Mặt khác, Tensor G3 trong Pixel 8 Pro lại tụt hậu khá xa so với cả hai, cho thấy khả năng xử lý đồ họa kém hơn.

Tính năng trí tuệ nhân tạo

Những trải nghiệm liên quan đến trí tuệ nhân tạo (AI) luôn là trọng tâm trong câu chuyện của Google về sự chuyển đổi sang chip tùy chỉnh hơn hai năm trước. Điều này không chỉ tiếp tục với dòng Pixel 8 mà còn là một bước tiến vượt bậc so với các thế hệ trước khi sự quan tâm đến trí tuệ nhân tạo tạo sinh ngày càng tăng cao.

Pixel 8 và Pixel 8 Pro nhận được sự nâng cấp đáng kể về các tính năng camera AI, với các tính năng như Best Take và Magic Editor giúp biến đổi hình ảnh một cách tuyệt vời. Bên cạnh ứng dụng Camera, Trợ lý Google cũng được nâng cấp đáng kể về khả năng giao tiếp giống con người hơn nhờ sự tích hợp chatbot Bard của Google.

Những trải nghiệm này được hỗ trợ bởi Bộ xử lý Tensor (TPU) mới của Google, một tên gọi tiếp thị cho các bộ xử lý thần kinh của công ty được thiết kế để tăng tốc các tác vụ liên quan đến trí tuệ nhân tạo.

Tên gọi này bắt nguồn từ các bộ xử lý cùng tên được sử dụng trong các máy chủ của Google được thiết kế đặc biệt cho các tác vụ liên quan đến học máy. Đây cũng là một trong những thành phần mà Google tự thiết kế thay vì dựa vào Exynos của Samsung.

Theo Google, TPU mới có thể chạy số lượng mô hình học máy gấp đôi so với Tensor thế hệ đầu tiên được sử dụng trên Pixel 6 và 6 Pro. Một trong những điểm nổi bật của chip Tensor của Google là khả năng chạy tất cả các thuật toán học máy, đặc biệt là liên quan đến Trợ lý Google, ngay trên điện thoại — mà không cần phải tải các truy vấn lên máy chủ đám mây để xử lý, như hầu hết các điện thoại Android khác.

Google cho biết với Trợ lý mới và các tính năng AI tạo sinh khác, quá trình xử lý trên thiết bị phức tạp hơn gấp 150 lần so với một năm trước. Google khẳng định TPU mới được thiết kế dựa trên những yêu cầu đó.

Trải nghiệm của chúng tôi trong suốt quá trình đánh giá Google Pixel 8 Pro hoàn toàn phù hợp với những tuyên bố của Google.

Nhưng với lời hứa cập nhật phần mềm trong bảy năm của Google, việc theo dõi xem phần mềm Tensor G3 này sẽ hoạt động như thế nào theo thời gian — hay nói đúng hơn là liệu nó có tránh được sự lỗi thời hay không — sẽ rất đáng quan tâm, đặc biệt là khi các dòng Pixel đời cũ không có thành tích thuyết phục về mặt này.

Một trong những tính năng quan trọng mà TPU được cải tiến của Tensor G3 mang lại là khả năng mở khóa bằng khuôn mặt an toàn hơn trên dòng Pixel 8.

Mặc dù Pixel 8 và 8 Pro thiếu phần cứng chuyên dụng để quét chính xác các đường nét trên khuôn mặt, nhưng TPU cho phép điện thoại chạy các thuật toán học máy phức tạp, mang lại độ chính xác cao khi nhận diện khuôn mặt — cao nhất trên Android cho đến nay.

Cách Tensor G3 xử lý hình ảnh

Tensor G3 cũng được trang bị bộ xử lý tín hiệu số (DSP) được cải tiến nhẹ để nâng cao khả năng xử lý hình ảnh và video.

Mặc dù không có thay đổi đáng kể ở cấp độ phần cứng, Google tuyên bố đã “tối ưu hóa quy trình xử lý ảnh và tích hợp các thuật toán học máy trực tiếp vào chip” để mang lại sự cải thiện đáng kể về chất lượng ảnh và đặc biệt là video.

Một trong những lợi ích chính là những cải tiến đối với tính năng Live HDR của Pixel, có nghĩa là điện thoại cung cấp cho bạn bản xem trước ảnh HDR gần với kết quả cuối cùng hơn.

Ngoài ra, Pixel 8 là thiết bị Android đầu tiên hỗ trợ ảnh Ultra HDR. Điều này có nghĩa là siêu dữ liệu liên quan đến HDR được đính kèm vào ảnh. Chế độ HDR trong những hình ảnh này hiển thị chân thực hơn trên các màn hình hỗ trợ HDR, thay vì được áp dụng như một sự thay đổi hình ảnh toàn diện, tương tự như nội dung video có HDR hoặc Dolby Vision.

Tương tự, trên các màn hình không hỗ trợ HDR, những hình ảnh này sẽ được giảm độ phân giải về phiên bản không HDR thay vì trông mờ và tối như trước đây. Các thiết bị của Apple, cụ thể là iPhone 13 trở lên, đã hỗ trợ một tính năng tương tự gọi là ISO HDR , cho phép hình ảnh HDR hiển thị sống động hơn trên màn hình hỗ trợ HDR.

Như Dylan Raga của XDA viết trên Reddit, định dạng này rất thú vị và có thể được coi là tương lai của nhiếp ảnh HDR, đặc biệt là khi được áp dụng rộng rãi trên tất cả các thiết bị.

Pixel 8 đặt nền tảng cho nhiều thiết bị Android khác áp dụng tính năng này, nhưng nó cũng sẽ gây áp lực lên các tiến trình xử lý hình ảnh trên chipset, và đó là lúc những cải tiến của Tensor G3 đối với DSP phát huy tác dụng.

Quan trọng hơn, sẽ rất thú vị để xem những cải tiến này sẽ hoạt động như thế nào trong suốt vòng đời 7 năm được hứa hẹn của Pixel 8 — và liệu Google có thể tiếp tục nâng cấp khả năng của nó chỉ thông qua các bản cập nhật phần mềm hay không.

Sự cố quá nhiệt độ trên Tensor G3

Một trong những mối lo ngại cấp bách nhất mà chúng tôi gặp phải từ các thiết bị Pixel trước đây, bao gồm cả Google Pixel Fold mới ra mắt với chip Tensor G2, là hiện tượng quá nhiệt.

Để khắc phục tác động của việc quá nhiệt kéo dài khi hoạt động ở cường độ cao, các chip cũng được tích hợp các thuật toán giới hạn hiệu năng để giảm nhiệt.

Điều này thường được gọi là “giảm hiệu năng” (throttling). Mọi chip đều trải qua quá trình giảm hiệu năng ở một mức độ nào đó, nhưng việc giảm hiệu năng quá mức, đặc biệt là ở mức tải vừa phải, có thể gây hại đến hiệu năng.

Trong bài đánh giá Pixel 8 Pro của mình, chúng tôi nhận thấy điện thoại chỉ hơi ấm lên, nhưng không bao giờ quá nóng đến mức khó chịu, ngay cả sau khi chơi game.

Đây là một dấu hiệu tốt, nhưng để kiểm tra kỹ hơn, chúng tôi đã chạy thử nghiệm Wild Life Extreme Stress của 3DMark, bao gồm các tác vụ nặng nề kéo dài hơn 20 phút liên tục.

Như tên gọi cho thấy, bài kiểm tra này gây áp lực lên chipset, đặc biệt là GPU.

Kết quả xác nhận những ấn tượng ban đầu: Trong quá trình kiểm tra độ ổn định, Pixel 8 Pro bị giảm hiệu năng do quá tải, nhưng nhiệt độ không tăng quá mức chấp nhận được. Bắt đầu từ 26 độ C (khoảng 79 độ F), nhiệt độ bên trong cuối cùng sau 20 phút hoạt động liên tục chỉ lên đến 40 độ C (104 độ F).

Đây là nhiệt độ tại GPU, và bề mặt bên ngoài mát hơn đáng kể.

Về vấn đề giảm hiệu năng, điểm chuẩn giảm khoảng 15% trong 20 phút. Mức giảm này khá đáng kể, mặc dù không phải là bất thường.

Trừ khi bạn chơi game, bạn có thể sẽ không cảm nhận được sự khác biệt, nhưng bạn có thể gặp hiện tượng giật hình khi quay video dài trên Pixel 8 hoặc 8 Pro.

Trong khi đó, các vấn đề về nhiệt độ của iPhone 15 Pro được Apple khắc phục gần đây thông qua bản cập nhật iOS .

Liệu chip Tensor G3 có phải là lựa chọn tốt cho Pixel 8?

Dòng Google Pixel 8 là những mẫu tinh tế nhất trong dải sản phẩm của Google Pixel kể từ khi dòng sản phẩm này ra mắt vào năm 2016.

Nó nhận được những cải tiến toàn diện về phần cứng, đặc biệt là ở chip Tensor G3 tiên tiến, không chỉ mạnh mẽ hơn các thế hệ trước mà còn hoạt động mát hơn đáng kể.

Tuy nhiên, như chúng ta đã đề cập ở phần trước, các tác vụ đòi hỏi cấu hình cao liên tục có thể dẫn đến hiện tượng giảm hiệu năng do quá nhiệt, điều này có thể ảnh hưởng đến trải nghiệm của bạn khi chơi game hoặc thực hiện các tác vụ nặng tương tự.

Một ưu điểm của việc giảm hiệu năng do quá nhiệt là dòng Pixel 8 sẽ tiết kiệm pin hơn, nhưng bạn vẫn sẽ mất đi sự mạnh mẽ về hiệu năng. Google cho biết “việc hợp tác với Tensor chưa bao giờ chỉ tập trung vào tốc độ, hiệu năng hay các chỉ số hiệu suất truyền thống”.

Mặc dù nhấn mạnh sự tiến bộ trong việc cải thiện trí tuệ nhân tạo trên thiết bị, phần cứng gần như lỗi thời vẫn khó có thể bỏ qua và có thể gây nguy hiểm nghiêm trọng đến kế hoạch của Google trong việc duy trì dòng Pixel trong bảy năm tới.

Mặc dù còn rất lâu để dự đoán tương lai của điện thoại thông minh chứ chưa nói đến Pixel 8, nhưng sự sụt giảm hiệu năng tức thời so với các chip như Snapdragon 8 Gen 2 vẫn làm giảm sự quan tâm của những người đam mê hiệu năng và game thủ di động.

Tóm lại, Tensor G3 vẫn tập trung vào cải tiến camera và trí tuệ nhân tạo trong khi hoạt động mát hơn các thế hệ trước. Có cảm giác Tensor vẫn còn nhiều việc phải làm để bắt kịp về hiệu năng thô, và điều này có thể sẽ thay đổi ở thế hệ tiếp theo dựa trên chip Exynos 2400 10 nhân mạnh mẽ hơn nhiều hoặc phần cứng hoàn toàn độc lập của Google vào năm 2025.

Dù rất khó dự đoán tương lai, điều chúng ta có thể khẳng định ngay bây giờ là chip Tensor G3 bên trong Pixel 8 và Pixel 8 Pro là một con chip tốt – thậm chí là xuất sắc!

Hiệu năng của nó sẽ như thế nào sau ba hoặc bốn năm nữa vẫn chưa rõ ràng, và có lý do để thận trọng về quá trình lão hóa của nó. Nhưng chip G3 vẫn mang lại nhiều điểm đáng khen ngợi ngay bây giờ, và nếu bạn đang cân nhắc mua Pixel 8 hoặc Pixel 8 Pro.